Page 71 - 《精细化工》2022年第1期
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第 1 期                     崔乐雨，等:  微乳液泡沫驱油技术原理、挑战和研究进展                                     ·61·


            3.3.1   微乳液泡沫剂配方的研发                                算。而模型的关键参数，又可以通过实验室数据进
                （1）专剂专用原则。建议针对特定油藏条件，                          行计算   [74] 。因此，对注入工艺进行实验研究时，应
            开发专用的微乳液泡沫剂。虽然中国已有成功的                              该根据数值模型，确定实验方案，保证得到的实验
            ASP/SP 开发经验，但是不建议直接套用 ASP/SP 配                     数据可以准确计算模型的关键参数，为模拟优化矿
            方。根据现场报道，直接使用 ASP/SP 配方作为泡                         场注入方案提供支持。
            沫剂，会导致泡沫在初始阶段生成状况差，中期压                                （2）利用数值模拟优化矿场注入工艺。通过实
            力升高过度导致注入性差、泡沫在油藏深层稳定性                             验室物理模型，如岩芯驱替实验，难以准确预测矿
            差、乳化和结垢严重的问题             [52-53,71] 。ASP 配方中的      场尺度下的应用情况。因此，需要借助数值模型和
            碱和聚合物会导致结垢和乳液黏度增大的问题。而                             地质模型研究油田尺度下的注入工艺。从实验室到
            磺酸盐表面活性剂泡沫的耐油性较差，会导致初始                             油田尺度的放大效应，可以通过相应的无量纲数，
            泡沫弱的问题。而且传统 ASP 配方追求油水中相乳                          如 Peclet 数，在模型中进行描述          [75-76] 。因此，在通
            液，因此在有原油存在的情况下，大量表面活性剂                             过实验室数据确定了数值模型关键参数之后，需要
            进入中相之中，导致水相中表面活性剂不足，所以                             与目标油田的地质模型相结合，来优化矿场尺度下
            在初期难以产生强泡沫。当近井地带的原油饱和度                             的注入工艺。
            降低之后，强泡沫会立刻产生。如果此时不及时调                                （3）与现场情况的融合和促进。注入工艺的选
            整气液比的话，会导致注入压力突升，只能牺牲注                             择有时会受到现场条件的制约，如现场设备的有限
            入量来维持地层稳定。当泡沫运移到油藏深处，再                             性，地层压力的局限性，工期长度的不足等。因此，
            次碰到富油带时，泡沫会因为耐油性差再次破裂，                             注入工艺的优化还应该考虑现场情况，有时只能取
            导致泡沫在深层油藏稳定性差。                                     得局部最优解。同时，模拟得到的全局最优工艺，
                 所以，应该重新设计表面活性剂配方，在得到                          也可以为现场设备和施工的改进提供方向和建议，
            近油水中相微乳液的同时，可以稳定地产生泡沫。                             起到促进改善矿场条件的作用。
            另外，配方的有效窗口狭窄，对于油藏条件的变化                             3.3.3   基础研究
            很敏感，所以对于某一特定油藏条件，需要对微乳                                 微乳液泡沫驱中的物理化学和流体流动的基础
            液泡沫剂配方进行调整甚至重新设计。
                                                               研究可以促进配方的研发和数值模型的改进，是此
                （2）油水相态研究。建议将油水相态作为配方
                                                               技术得以进步和改善的重要支撑。
            研发的手段和指标。如前所述，近油水中相微乳液
                                                                  （1）微乳液和泡沫的协同产生、破裂和运移。
            是保证微乳液泡沫驱成功的重要因素。因此，在测
                                                               微乳液和泡沫各自的产生、破裂和运移机理都有了
            量油水界面张力的同时，需要研究油水微乳液的种
                                                               大量研究。而且当两者共存时，其相互作用会衍生
            类和作用。除了油水微乳液的热力学研究，其动力
                                                               出新的作用机理       [58-59,65] 。但是，目前仍然缺少深入
            学变化也值得注意。因为油水微乳液的产生速度越
                                                               系统的基础研究和数学模型的描述，这直接导致了
            快，在流动过程中越能够迅速溶解滞留原油，从而
                                                               相应数值模型的缺位。
            及时避免泡沫与原油的直接接触，保证泡沫的稳
                                                                  （2）动力学研究。微乳液和泡沫的产生速度对
            定性。
                                                               相关技术的成功有重要作用。微乳液产生速度越快，
                （3）复配理论的创新。传统的表面活性剂复配
                                                               越能够在驱替过程中快速降低残余油饱和度，阻止
            理论，强调不同种类的表面活性剂之间要有良好的
                                                               原油与泡沫的直接接触，从而维持泡沫的稳定性。
            协同作用。但是对于微乳液泡沫剂来说，如果微乳
                                                               而泡沫的产生速度越快，越能够尽早封堵优势通道，
            剂和泡沫剂可以独立作用，互不影响，那么就可以
                                                               从而将更多的微乳液转向未驱替区域，扩大其波及
            实现油水中相微乳液和稳定泡沫的共存。这样就可
                                                               区域。但是两者的动力学研究鲜有报道，导致了相
            以满足：微乳液表面活性剂存在于油水中相微乳液
                                                               关动力学参数在数值模型中的缺失                [77] 。
            中，同时泡沫表面活性剂存在于水相和气液表面处。
            此创新理论可能会颠覆现有的复配配方的开发逻                              4   总结及展望
            辑，拓展出新的研究方向。
            3.3.2   注入工艺的研究                                        微乳液驱油技术可以有效降低界面张力，提高
                （1）根据数值模型设计实验方案。目前有许多                          增溶参数，从而提高微观驱替效率。在国内外矿场
            数值模型用来定量描述各操作变量，如注入浓度、                             实验中均取得了良好效果，可以显著提高原油采收
            速度、方式等，对乳化效率和泡沫强度的影响                      [73] 。   率。但是，微乳液驱油缺少流动控制手段，会导致
            这些数值模型的准确度往往取决于对关键参数的估                             其宏观波及系数过低。
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